JP2000055142A - 旋回装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回装置に設けたギヤのバックラッシ、加工
誤差、組付け誤差を吸収して、噛合面の干渉によって生
じる騒音、振動の低減を図る。 【解決手段】 回転台７に中間ギヤ取付けレバー１０ａ
とモータ取付けレバー１０ｂとから成る揺動部材１０を
揺動自在に支持し、モータ取付けレバー１０ｂにパルス
モータ１４を固設し、パルスモータ１４に軸着した駆動
ギヤ１５に噛合する中間ギヤ１１を中間ギヤ取付けレバ
ー１０ａに枢支し、中間ギヤ１１を固定リング６に形成
したインナギヤ６ａに噛合させる。そして、モータ取付
けレバー１０ｂの自由端側をテンションスプリング１７
によりインナギヤ６ａ方向へ押圧する。テンションスプ
リング１７により各ギヤ１５，１１，６ａの噛合面が押
接され、バックラッシ等が吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤのバックラッ
シ、加工誤差、組付け誤差による騒音、振動の低減を図
る旋回装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、監視用カメラの取付け台、ロボ
ットアームの回転軸等を旋回させる旋回装置としては、
例えば、特開平１０−９０７５８号公報に開示されてい
るようなものがある。この先行技術では、旋回装置を監
視用カメラに組付けた状態が例示されており、監視用カ
メラを垂設する支持棒を減速ギヤを介してモータに連設
し、モータの駆動力により支持棒を回転させる構成とな
っている。

【０００３】ところで、急旋回、或いは急反転する際
に、ギヤのバックラッシ、加工誤差、組付け誤差によ
り、ギヤの噛合面が干渉して騒音、振動が発生する。特
に、モータとしてパルスモータを採用する場合、回転変
動が１パルス毎に生じるため騒音、振動が一層顕在化さ
れる。

【０００４】ギヤの噛合面の干渉に起因する騒音、振動
を低減するには、ギヤ自体の加工精度、組付け精度を厳
しく管理したり、或いはシザーズギヤ等のノーバックラ
ッシ化したギヤを採用すること等が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ギヤ自体の加
工精度、組付け精度を厳しく管理することは、製造工程
の複雑化を招き、製品コストが高くなってしまう。又、
ノーバックラッシ化したギヤは、構造が複雑で、製造、
組付けが煩雑化してしまう。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造
で、製造、組付けが容易で、ギヤの干渉による騒音、振
動の発生を低減することのできる旋回装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による第１の旋回装置は、回転台に連設する
揺動部材と、上記回転台の外周に配設すると共にインナ
ギヤを有する固定リングと、上記揺動部材に固定したモ
ータと、上記揺動部材に枢支した中間ギヤと、上記モー
タに軸着すると共に上記中間ギヤに噛合する駆動ギヤ
と、上記揺動部材を上記駆動ギヤ及び中間ギヤを介して
上記インナギヤ方向へ押圧付勢する押圧部材とを備える
ことを特徴とする。

【０００８】第２の旋回装置は、第１の旋回装置におい
て、前記揺動部材が互いに揺動自在な第１のレバーと第
２のレバーとから成り、上記第１のレバーに前記モータ
が固設され、上記第２のレバーに前記中間ギヤが枢支さ
れ、上記第１のレバーが上記第２のレバー方向へ前記押
圧部材により押圧付勢されていることを特徴とする。

【０００９】第３の旋回装置は、第１或いは第２の旋回
装置において、前記揺動部材の前記インナギヤからの反
力により揺動する方向に該揺動部材を受けるストッパを
設けたことを特徴とする。

【００１０】第４の旋回装置は、第１〜第３の何かの旋
回装置において、前記駆動ギヤが金属製であり、前記中
間ギヤが樹脂製であることを特徴とする。

【００１１】すなわち、第１の旋回装置では、回転台に
連設されている揺動部材に固設されたモータが回転する
と、このモータに軸着されている駆動ギヤが揺動部材に
枢支されている中間ギヤを介して、固定リングの内周に
設けたインナギヤを回動させようとし、その反力で、回
転台が回転する。このとき、押圧部材が揺動部材を上記
駆動ギヤ及び中間ギヤを介して上記インナギヤ方向へ押
圧付勢しているため、ギヤのバックラッシ、加工誤差、
組付け誤差が吸収され、騒音、振動の低減が図れる。

【００１２】第２の旋回装置では、第１の旋回装置にお
いて、揺動部材を互いに揺動自在な第１のレバーと第２
のレバーとで構成し、第１のレバーにモータを固設し、
第２のレバーに中間ギヤを枢支し、第１のレバーを押圧
部材により第２のレバー方向へ押圧付勢することで、各
ギヤ間のバックラッシ、加工誤差、組付け誤差を、１つ
の押圧部材により、それぞれ吸収することが可能とな
る。

【００１３】第３の旋回装置では、第１又は第２の旋回
装置において、揺動部材がインナギヤからの反力を受け
て揺動したとき、この揺動部材の揺動がストッパにより
規制されているため、インナギヤと中間ギヤとの距離が
常に適正に保持される。

【００１４】第４の旋回装置では、第１〜第３の何かの
旋回装置において、駆動ギヤを金属製とし、中間ギヤを
樹脂製とすることで両ギヤの干渉による騒音、振動が一
層低減される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図中の符号１は、屋内の天井に
埋設、或いは垂設される監視用カメラ装置、２は監視用
カメラ装置１に内蔵された旋回装置で、水平方向旋回装
置２ａと垂直方向旋回装置２ｂとを有する。

【００１６】旋回装置２の上部には、カバー３が装着さ
れ、このカバー３内に電源ユニット４ａ、印刷基盤４ｂ
等を載置するベースプレート５が固設されており、この
ベースプレート５の底面に固定リング６が固設され、こ
の固定リング６にインナギヤ６ａが形成されている。

【００１７】又、ベースプレート５の底面中央に、回転
台７の中央に突設されているボス７ａが、ベアリング８
を介して回転自在に支持され、固定ナット９により掛止
されている。

【００１８】又、上記回転台７の一側に切欠き部７ｂが
形成されており、この切欠き部７ｂ側に揺動部材１０が
配設されている。この揺動部材１０は第２のレバーであ
る中間ギヤ取付けレバー１０ａと第１のレバーであるモ
ータ取付けレバー１０ｂとを備え、中間ギヤ取付けレバ
ー１０ａがＬ字状に形成されている。この中間ギヤ取付
けレバー１０ａの一辺が上記切欠き部７ｂ上に臨まさ
れ、この切欠き部７ｂに対設する面に、コ字状のフレー
ム１０ｃの開口端が固設されている。尚、このフレーム
１０ｃは中間ギヤ取付けレバー１０ａと一体形成されて
いても良い。

【００１９】このフレーム１０ｃ内に樹脂製の中間ギヤ
１１が枢支されている。このフレーム１０ｃが上記切欠
き部７ｂに遊挿され、又中間ギヤ取付けレバー１０ａの
屈曲部が回転台７にピン１２を介して枢支されている。

【００２０】又、中間ギヤ取付けレバー１０ａの他辺
に、第２のレバー１０ｂの一端がピン１３を介して枢支
されている。このモータ取付けレバー１０ｂに水平駆動
用パルスモータ１４が固設されており、この水平駆動用
パルスモータ１４のスピンドルに、金属製の駆動ギヤ１
５が軸着されている。

【００２１】更に、上記モータ取付けレバー１０ｂの自
由端の反中間ギヤ取付けレバー１０ａ側と、回転台７に
固設されているストッパブロック１６との間に、押圧部
材の一例であるテンションスプリング１７が介装されて
いる。このテンションスプリング１７は、上記駆動ギヤ
１５を中間ギヤ１１を介してインナギヤ６ａに押接させ
るもので、比較的強いバネ圧に設定されている。

【００２２】又、中間ギヤ取付けレバー１０ａの端部
に、上記ストッパブロック１６に掛止するアジャスタ１
８が螺入されている。このアジャスタ１８は中間ギヤ１
１がインナギヤ６ａから離れ過ぎるのを防止するもの
で、製品毎に調整される。尚、符号１９はダンパスプリ
ングで比較的弱いバネ圧に設定されている。

【００２３】図３に示すように、駆動ギヤ１５がテンシ
ョンスプリング１７の付勢力により中間ギヤ１１の噛合
面を回動方向へ押圧させる位置に偏心されており、イン
ナギヤ６ａは中間ギヤ１１の回転方向の付勢力により、
互いの噛合面が当接されている。従って、各ギヤ１５，
１１，６ａのバックラッシ、加工誤差、組付け誤差が、
１つのテンションスプリング１７の付勢力により吸収さ
れ、互いの噛合面の干渉が軽減される。

【００２４】又、図３の符号２０はリミットスイッチ
で、両端にスイッチ部２０ａを備え、回転台７の上面に
突出されている。一方、ベースプレート５の下面にはス
イッチ部２０ａに係合するストッパ２１（図２参照）が
突設されている。回転台７はスイッチ部２０ａに当接す
る範囲で、水平方向へほぼ３６０°往復回動自在に設定
されている。

【００２５】上記回転台７の下方に、カメラ部２２のカ
メラベース２３が対設されており、このカメラベース２
３が回転台７にスペーサ２４を介して固設されている。
更に、カメラベース２３の下方に、カメラ収納ボックス
２５の両側がブラケット２６を介して垂直方向へ回動自
在に支持されている。このカメラ収納ボックス２５にカ
メラ本体２７が収納されている。尚、符号２８は、カメ
ラ部２２を覆うカメラカバーで、カメラベース２３に着
脱自在に装着されると共に、少なくともカメラ本体２７
のレンズ面に対向する部位が透明になっている。

【００２６】上記カメラ収納ボックスの側面の支持位置
に、樹脂製のウォームホイール２９が固設され、このウ
ォームホイール２９に、支持軸３０の端部に形成したフ
ランジ３０ａが圧入、或いはねじ止めされている。

【００２７】この支持軸３０がベアリング３１を介して
ブラケット２６に枢支され、更に、この支持軸３０のブ
ラケット２６から突出した端部にリミットカム３２が軸
着されている。

【００２８】このリミットカム３２は、カメラ収納ボッ
クス２５の垂直方向の回動角を規制するもので、本実施
の形態では水平状態から下方向へ９０°回動可能に設定
されており、水平状態でリミットカム３２の水平カム面
３２ａがブラケット２６に固設されている水平リミット
スイッチ３３ａに係合され、９０°下方へ回動すると、
垂直カム面３２ｂがブラケット２６に固設されている垂
直リミットスイッチ３３ｂに係合するように設定されて
いる。

【００２９】又、上記ウォームホイール２９の水平方向
側面に金属製のウォーム３４が噛合されている。このウ
ォーム３４はウォームシャフト３５に挿通され、図示し
ない剣先ねじにより固定されている。

【００３０】このウォームシャ３５の両端がヨーク３６
に回動自在に支持されている。このヨーク３６は、その
中途がブラケット２６に支持軸３７を介して回動自在に
支持されている。そして、ブラケット２６とヨーク３６
との間に介装された押圧手段であるスプリング４４によ
り、ヨーク３６は図８の反時計方向に回動付勢され、ウ
ォーム３４がウォームホイール２９に圧接されている。
又、ヨーク３６の上端が上記カメラベース２３を貫通し
て、該カメラベース２３の上部に突出されている。この
ヨーク３６の上端にモータテーブル３８が固設され、こ
のモータテーブル３８に垂直駆動用パルスモータ３９が
固設されている。

【００３１】この垂直駆動用パルスモータ３９と上記ウ
ォームシャフト３５の上端とがカップリング４０を介し
て連設されており、ウォームシャフト３５はカップリン
グ４０により上下方向の移動がある程度許容されてい
る。又、ウォームシャフト３５下端の、ウォーム３４の
下面と、これに対向するヨーク３６の内面との間に、比
較的バネ圧の高いテンションスプリング４１が介装され
ている。ウォーム３４はテンションスプリング４１の付
勢力によりウォームホイール２９との噛合面に押圧され
て、噛合面のバックラッシ、加工誤差、組付け誤差が吸
収される。

【００３２】又、ヨーク３６のブラケット２６に指向す
る側面にアジャスタ４２が螺入されており、このアジャ
スタ４２の先端が、ブラケット２６に形成された凸部２
６ａ挿通され、その先端にナット４３が螺入されて、ブ
ラケット２６に掛止されている。このアジャスタ４２
は、ブラケット２６とヨーク３６との距離が離れ過ぎる
のを防止し、ウォーム３４がウォームホイール２９に最
適な状態で噛合するように設定するもので、製品毎に調
整する。

【００３３】次に、上記構成による本実施の形態の作用
について説明する。先ず、水平方向旋回装置２ａにより
カメラ本体２７を水平方向へ回動させるには、水平駆動
用パルスモータ１４を駆動させる。この水平駆動用パル
スモータ１４は、回転台７に併設されている揺動部材１
０のモータ取付けレバー１０ｂに固設されており、水平
駆動用パルスモータ１４を駆動させると、水平駆動用パ
ルスモータ１４に軸着されている駆動ギヤ１５が、揺動
部材１０の中間ギヤ取付けレバー１０ａに枢支されてい
る中間ギヤ１１を介して、固定リング６に形成されてい
るインナギヤ６ａを回転させようとする。

【００３４】この固定リング６はベースプレート５に固
設されているため、その反力で、中間ギヤ１１が公転
し、揺動部材１０を介して回転台７が回転する。する
と、この回転台７に連設する水平駆動用パルスモータ１
４、カメラ収納ボックス２５に内蔵されているカメラ本
体２７等が水平方向へ一体回転する。

【００３５】上記揺動部材１０の第２のレバー１０ｂの
屈曲部が回転台７にピン１２を介して揺動自在に支持さ
れており、その他端がストッパブロック１６に介装され
ているテンションスプリング１７により中間ギヤ取付け
レバー１０ａ方向へ付勢されているため、その付勢力に
より駆動ギヤ１５と中間ギヤ１１との噛合面、及び中間
ギヤ１１とインナギヤ６ａとの噛合面が、それぞれ押接
されている。

【００３６】従って、ギヤのバックラッシ、加工誤差、
組付け誤差が吸収され、水平方向への旋回時の各ギヤの
干渉により生じる騒音、振動が低減される。更に、中間
ギヤ１１を樹脂製としたことで、騒音、振動がより一層
低減される。

【００３７】ところで、インナギヤ６ａに対して駆動ギ
ヤ１５を直接噛合させず、中間ギヤ１１を介装させたこ
とで、駆動ギヤ１５の径を小さくすることができ、その
分コンパクト化が実現できる。

【００３８】そして、回転台７に固設したリミットスイ
ッチ２０のスイッチ部２０ａの一方がベースプレート５
に突設されているストッパ２１に係合すると、水平駆動
用パルスモータ１４の回転が一旦停止し、その後、反転
し、他方のスイッチ部２０ａがストッパ２１に係合する
までの略３６０°の範囲で往復回動する。

【００３９】水平駆動用パルスモータ１４が反転すると
き、中間ギヤ１１にインナギヤ６ａからの反力により内
方へ押出そうと力が作用するが、この中間ギヤ１１を支
持する中間ギヤ取付けレバー１０ａの自由端がアジャス
タ１８を介してストッパブロック１６に掛止されるた
め、中間ギヤ１１がインナギヤ６ａから必要以上に離間
することがなく、この両ギヤ１１，６ａのピッチ円距離
が適正に保たれる。

【００４０】その結果、例えば、水平駆動用パルスモー
タ１４の角速度を、例えば３６０°／ｓｅｃの高速回転
に設定した場合であっても、或いは超低速回転させた場
合であっても、騒音、振動を大幅に低減させることが可
能となり、素早い動きの被写体に対しても確実に追従さ
せることが可能となり、又、夜間等の監視用としてむら
なく広い範囲で、ゆっくりと旋回動作させる際の騒音が
低減され、振動による画像のぶれを減少させることがで
きる。更に、急反転させた場合であっても両ギヤ１１，
６ａが必要以上に離間することがなく、高速での反転が
可能となる。

【００４１】一方、垂直方向旋回装置２ｂによりカメラ
本体２７を垂直方向へ旋回させるには、垂直駆動用パル
スモータ３９を駆動させる。すると、この垂直駆動用パ
ルスモータ３９に軸着されているウォーム３４が、カメ
ラ収納ボックス２５の一側に固設されているウォームホ
イール２９を介して、該カメラ収納ボックス２５を垂直
方向へ旋回させる。

【００４２】ウォーム３４は、テンションスプリング４
１により上方へ付勢され、かつ、スプリング４４により
ウォームホイール２９側へ付勢されているため、ウォー
ム３４とウォームホイール２９との噛合面が常時押接さ
れおり、この両ギヤ３４，２９のバックラッシ、加工誤
差、組付け誤差が吸収され、従って、噛合面の干渉が無
くなり、旋回時の騒音、振動が低減される。

【００４３】更に、ウォームホイール２９を樹脂製とし
たことで、より一層の騒音、振動の低減を図ることがで
きる。

【００４４】そして、カメラ本体２７を水平状態から垂
直方向へ、或いは垂直状態から水平方向へ旋回させる
と、リミットカム３２がウォームホイール２９と一体回
転し、このリミットカム３２に形成した垂直カム面３２
ｂ、或いは水平カム面３２ａが、ブラケット２６に固設
されている垂直リミットスイッチ３３ｂ、或いは水平リ
ミットスイッチ３３ａに係合する。

【００４５】すると、旋回動作が一旦停止し、その後、
反転動作し、リミットカム３２の他方のカム面３２ａ，
３２ｂが他方のリミットスイッチ３３ａ，３３ｂに係合
する９０°の範囲で往復回動する。

【００４６】垂直駆動用パルスモータ３９が反転すると
き、ウォーム３４にウォームホイール２９からの反力に
より外方への押圧力が生じるが、このウォーム３４に軸
装されたウォームシャフト３５の上下端部を支持するヨ
ーク３６がアジャスタ４２を介してブラケット２６に掛
止されているため、ウォーム３４がウォームホイール２
９から必要以上に離間することがなく、この両者のピッ
チ円距離が適正に保たれる。

【００４７】その結果、例えば、垂直駆動用パルスモー
タ３９の角速度を、例えば９０°／ｓｅｃの比較的高速
回転に設定した場合であっても、或いは超低速回転させ
た場合であっても、騒音、振動が抑制され、水平方向へ
の旋回と同様、素早い動きの被写体に対しても確実に追
従させることができ、又、夜間等の監視用としてむらな
く広い範囲で、ゆっくりと旋回動作させる際の騒音が低
減され、振動による画像のぶれを減少させることができ
る。

【００４８】尚、本実施の形態では、旋回装置を監視用
カメラに取付けた場合について説明したが、本発明によ
る旋回装置は、ロボットアームの回転軸等、各種回転部
位に採用することが可能である。又、モータもパルスモ
ータに限らず直流モータ等であっても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
回転台に支持されている揺動部材にモータを固設すると
共に、このモータに軸着する駆動ギヤに噛合する中間ギ
ヤを揺動部材に枢支し、この中間ギヤを、その外周に配
設した固定リングに設けたインナギヤに噛合させ、揺動
部材を押圧部材により駆動ギヤ及び中間ギヤを介してイ
ンナギヤ方向へ押圧付勢するようにしたので、各ギヤの
噛合面が互いに押接されて、ギヤのバックラッシ、加工
誤差、組付け誤差が吸収され、噛合面の干渉により生じ
る騒音、振動が低減される。その結果、超低速旋回から
高速旋回まで、あらゆる速度でスムーズに旋回動作させ
ることが可能となる。

【００５０】又、１つの押圧部材で各ギヤのバックラッ
シ、加工誤差、組付け誤差が吸収されるため、構造が簡
素化され、製造組付けが容易になる。

【００５１】この場合、揺動部材を互いに揺動自在な第
１のレバーと第２のレバーとし、第１のレバーにモータ
を固設し、第２のレバーに中間ギヤを枢支し、第１のレ
バーを押圧部材により第２のレバー方向へ押圧付勢する
ことで、ギヤのバックラッシ、加工誤差、組付け誤差を
１つの押圧部材により吸収することが可能となる。

【００５２】更に、揺動部材がインナギヤからの反力を
受けて揺動したとき、この揺動部材の揺動をストッパブ
ロックにより規制することで、インナギヤと中間ギヤと
のピッチ円距離を常に適正に保持することができる。

【００５３】又、駆動ギヤを金属製とし、中間ギヤを樹
脂製とすることで噛合面の干渉による騒音、振動を一層
低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】監視用カメラ装置の斜視図

【図２】監視用カメラ装置の縦断面図

【図３】図２の固定リングを除いたIII-III 断面図

【図４】図３のIV矢視図

【図５】図３のV-V 断面図

【図６】図３のVI-VI 断面図

【図７】水平方向旋回装置の分解斜視図

【図８】垂直方向旋回装置の側面図

【図９】垂直方向旋回装置の分解斜視図

【符号の説明】

６…固定リング ６ａ…インナギヤ ７…回転台 １０…揺動部材 １０ａ…第２のレバー １０ｂ…第１のレバー １４…水平駆動用パルスモータ １６…ストッパ（ストッパブロック） １７…押圧部材（テンションスプリング）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室 謙吾 東京都品川区戸越６丁目10番17号 株式会 社トータルサウンドスタック内 Ｆターム(参考） 3J009 DA11 EA04 EA12 EA14 EA21 EA43 EB10 EC03 ED14 FA23 5H303 AA10 AA30 BB01 BB06 BB14 CC06 CC09 DD01 DD03 DD27 5H607 AA04 AA12 AA14 BB01 BB04 BB10 CC03 CC05 CC09 DD03 DD08 EE21 EE32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転台に連設する揺動部材と、 上記回転台の外周に配設すると共にインナギヤを有する
   固定リングと、 上記揺動部材に固定したモータと、 上記揺動部材に枢支した中間ギヤと、 上記モータに軸着すると共に上記中間ギヤに噛合する駆
   動ギヤと、 上記揺動部材を上記駆動ギヤ及び中間ギヤを介して上記
   インナギヤ方向へ押圧付勢する押圧部材とを備えること
   を特徴とする旋回装置。
2. 【請求項２】 前記揺動部材が互いに揺動自在な第１の
   レバーと第２のレバーとから成り、 上記第１のレバーに前記モータが固設され、 上記第２のレバーに前記中間ギヤが枢支され、 上記第１のレバーが上記第２のレバー方向へ前記押圧部
   材により押圧付勢されていることを特徴とする請求項１
   記載の旋回装置。
3. 【請求項３】 前記揺動部材の前記インナギヤからの反
   力により揺動する方向に該揺動部材を受けるストッパを
   設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の旋回装
   置。
4. 【請求項４】 前記駆動ギヤが金属製であり、前記中間
   ギヤが樹脂製であることを特徴とする請求項１〜３の何
   かに記載の旋回装置。